汽车EL灯的性能需要提升 以满足市场的需求

电致发光背光灯（EL灯）薄，柔韧且坚固，使其成为车辆仪表板夜间背光的理想选择。 EL灯自20世纪60年代初推出以来已被广泛使用，但缺乏芯片功能限制了它们在某些市场和应用中的使用。现在，可编程片上系统 TM （PSoC TM ）混合信号阵列，具有可配置的模拟和数字资源，例如赛普拉斯CY8C24xxx，允许设计人员使用EL的以前不可能的方式获益。

背景本质上，EL灯是具有至少一个透明电极和特殊磷光电介质的电容器。其电容约为0.6至1 nf/cm 2 。施加交流电压并发光，产生均匀的光。施加更大的电压，灯泡发出更亮的光。厚度小至0.12 mm，可轻松适应当今工业设计师所需的弯曲和轮廓表面，负责仪表组的外观和感觉。

EL灯提供平坦均匀的光源，利用功率低，产生的热量低，是仪器仪表的理想选择。 EL灯需要高AC电压才能打开。每种应用的细节不同，但通常刺激电压在200至500Hz的40V rms 至100V rms 的范围内。对于典型的以数字为中心的工程师来说，这么高的电压看起来就像是高能物理学。因为这种资源在汽车电气系统中并不容易，所以必须产生它。

施加在EL灯上的交流电压使荧光粉在EL内发光。像所有光源一样，随着时间的推移，发射光的强度将减小。 EL灯的这种调光效果的量度是半亮度时间（THL）。每种应用的细节不同，但是对于80V rms 在200Hz下的施加电压，EL灯的THL通常可超过3，500小时。还值得一提的是，较大的交流电压也会产生较大的直流误差。这意味着当向EL灯施加更高的电压时THL减小。此外，当施加较低电压时，THL延长。

要打开灯泡，需要产生较大的AC刺激电压。一种流行的方法是使用电荷泵产生大的直流电压，然后以所需的频率将其放电。电荷泵（有时称为升压转换器）采用较小的直流电压并将其（通过电感器）转换为较大的电压。这可以通过使用此处显示的基本电路来实现。

基本升压模式电荷泵

忽略任何电阻，当开关打开时，会产生与时间成正比的电流。在 on 的末尾，产生了以下电流。

当开关关闭时，磁场电感器塌陷导致电流通过二极管分流并存储在电容器中。对于每个循环，传输一定量的能量。随着能量转移以f h 的速率发生，产生以下功率：

输出电压将增加直到EL灯使用的功率等于产生的功率。对于每种类型和尺寸的EL灯，这是一个独特的值。使用制造商的数据表，可以确定L，f h 和V dc 。然后可以通过占空比调节输出电压。必须注意防止占空比增加到不再有足够时间让电感器完全转移其能量的程度。该功能可通过PSoC器件中的一个可配置数字模块实现。

H桥用于将DC高压切断为AC信号。下面显示的原理图可能有助于可视化。为简单起见，高侧和低侧开关显示为MOSFET。它也可以用双极晶体管，BGJT，SCR或这些开关类型的某种组合来实现。

Basic H-桥接拓扑

H桥电路的名称来自于它类似于大写字母H.为了生成AC信号，必须执行以下控制周期。

EL灯的充电方向是一个方向。

将灯泡放电。

以相反方向给EL灯充电。

将灯泡放电。技术被称为四相驱动。控制状态如下表所示。

四相桥式驱动器

注意有八个什么应该是四州表的条目。这是因为添加了很少的微型状态以确保A相 HIGH 和B相 LOW （或B相 HIGH 和A相 LOW ）从不，甚至是短暂的，都被激活。同时激活将导致从高压电源到地的直接短路。这些迷你状态称为死区状态。实现该控制器的硬件如下所示。

带死区的四相H桥控制器

频率为f l 的脉冲宽度调制器（PWM）被馈送到死区发生器，以产生欠重的低和高相位信号。它还被馈送到触发器以产生A相和B相信号。逻辑上组合这四个信号以产生上表中所示的四个控制信号。该硬件可以使用三个PSoC可配置数字模块实现。 PWM的占空比决定了EL灯上的电压（V HV ）的长度。触发器确保电压以交替的极性施加。这导致以下RMS电压和开关频率。